A Discussion on Sensitivity Optimization in Reflective-Mode Phase-Variation Permittivity Sensors Based on Semi-Lumped Resonators
Su, Lijuan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Vélez Rasero, Paris (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Casacuberta Orta, Pau (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Canalias, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Kurniawati, Nazmia (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Martín, Ferran (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2025
Resum:	Typically, the operating frequency in single-frequency reflective-mode phase-variation permittivity sensors based on semi-lumped resonators (e. g. , step-impedance resonators-SIRs) is set to the resonance frequency of the sensing resonator when it is loaded with the so-called reference (REF) material, f . For the case of an SIR-based sensor, if the ratio between the inductance and the capacitance is high (corresponding to a high- Q resonator), the sensitivity in the limit of small perturbations of the dielectric constant (in the vicinity of that of the REF material) is also high. However, the optimum frequency for sensitivity optimization in the limit of small perturbations neither corresponds to the resonance frequency nor coincides with the frequency of maximum phase slope. Such frequencies are calculated in this paper, and it is shown that the optimum frequency for sensitivity optimization is located between the frequency of maximum phase slope and the resonance frequency, although such frequencies tend to coincide for high- Q sensing resonators. This aspect is validated in this paper from electromagnetic simulation and experiment.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2022-139181OB-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00192 Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades RYC2022-035819-I Agencia Estatal de Investigación PREP2022-000364 Ministerio de Universidades FPU20/05700
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Microwave sensors ; Permittivity sensors ; Phase-variation sensors ; Step-impedance resonator (SIR) ; High- Q resonators
Publicat a:	Sensors (Basel, Switzerland), Vol. 25, Issue 3 (February 2025) , art. 735, ISSN 1424-8220

DOI: 10.3390/s25030735
PMID: 39943374

14 p, 1.9 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Enginyeries > CIMITEC-UAB
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats